Nada neste universo dura para sempre. Até mesmo estrelas , planetas e galáxias eventualmente deixam de existir. Mas os buracos negros também deixam de existir em algum momento? Stephen Hawking foi o primeiro a perceber que os buracos negros não existem para sempre, e ele mostrou que, ao longo de muitos trilhões de anos, os buracos negros encolhem e desaparecem da existência.
Radiação Hawking
Stephen Hawking descobriu que buracos negros na verdade emitem uma forma de radiação chamada Radiação Hawking. Embora geralmente pensemos em buracos negros como vácuos cósmicos sugando tudo ao seu redor, algumas coisas podem realmente escapar da atração gravitacional de um buraco negro. Ao redor de cada buraco negro há um limite sem retorno chamado horizonte de eventos . O horizonte de eventos é o limite onde a velocidade de escape do buraco negro excede a velocidade da luz . Qualquer coisa que caia além do horizonte de eventos é perdida para sempre. É chamado de horizonte de eventos porque eventos que ocorrem dentro do horizonte não têm efeito sobre eventos que ocorrem fora do horizonte. Como nada, incluindo a luz, pode escapar do horizonte de eventos, como os buracos negros emitem Radiação Hawking?
Para entender como a Radiação Hawking é produzida, é importante entender um certo aspecto sobre o mundo quântico. Nas escalas mais ínfimas, a energia contida no espaço pode produzir o que são chamados de pares de antipartículas. Basicamente, duas partículas de cargas opostas podem surgir espontaneamente. Como suas cargas são opostas, os pares de antipartículas geralmente colidem e se cancelam, e assim sua carga geral é igual a zero. Isso permite que os pares de antipartículas surjam espontaneamente sem violar a conservação de massa e energia. Quando o conteúdo de energia do espaço é maior, os pares de antipartículas se tornam mais frequentes.
Perto do horizonte de eventos de um buraco negro, pares de antipartículas aparecem e desaparecem regularmente. No entanto, às vezes, quando um par de antipartículas surge, uma das partículas cai no buraco negro enquanto a outra escapa para o espaço. Com base na matemática da Radiação Hawking, a partícula que sempre cai no buraco negro é a partícula carregada negativamente. Quando a partícula negativa cai no buraco negro, ela na verdade reduz a massa do buraco negro um pouco. Como há inúmeros pares de antipartículas se formando, todos eles reduzem gradualmente a massa geral de um buraco negro. A partícula positiva escapará da atração gravitacional do buraco negro e escapará para o espaço, tornando-se Radiação Hawking.
Por quanto tempo os buracos negros existem?
Todo buraco negro emite Radiação Hawking, mas a quantidade de Radiação Hawking emitida está diretamente relacionada à área da superfície de um buraco negro . Quanto menor for um buraco negro, mais Radiação Hawking ele emite. Um buraco negro maior emitirá menos Radiação Hawking. Assim, buracos negros maiores existirão por mais tempo do que buracos negros menores. Na verdade, a maioria dos buracos negros no universo emite tão pouca Radiação Hawking que os cientistas ainda não detectaram Radiação Hawking no espaço.
Buracos negros que estão em torno da massa do sol têm vidas estimadas de 10^67 anos. Isso é um seguido por 67 zeros, uma escala de tempo que é realmente impossível para a mente humana compreender. Buracos negros existirão por tanto tempo, que buracos negros ainda menores que podemos ver hoje ainda estarão por aí muito depois que as últimas estrelas se extinguirem.